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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Antriebsgetriebe für Arbeitsfahrzeuge
mit einem hydrostatischen Getriebe, umfassend: eine Antriebswelle,
die durch einen Motor angetrieben wird; eine Pumpe mit variabler Verdrängung, die
durch die Antriebswelle angetrieben wird und eine erste Taumelscheibe
umfasst, die aus ihrer neutralen Position stufenlos in der einen
oder anderen Richtung winkelverstellt werden kann; einen Motor mit
variabler Verdrängung,
der mit der Pumpe derart in Fluidverbindung steht, dass er durch
die Pumpe angetrieben wird, wobei der Motor eine in ihrer Winkelstellung
verstellbare zweite Taumelscheibe umfasst; und eine Abtriebswelle,
die durch den Motor angetrieben wird und in Verbindung mit den Fahrzeugrädern steht.
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Ein
derartiges hydrostatisches Getriebe ist aus der
DE 29 38 052 A1 bekannt.
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Weiter
ist aus der
DE 19 45
438 A eine Antriebseinrichtung für ein Fahrzeug mit Allradantrieb
bekannt, bei dem ein erstes Paar von Rädern (Hinterrrädern) ständig durch
einen Hydraulikmotor angetrieben wird, wobei ein zweites Paar von
Rädern
(Vorderrädern)
wahlweise dazu geschaltet werden kann.
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Ein
in einem Arbeitsfahrzeug verwendetes hydrostatisches Getriebe besteht
im allgemeinen aus einer Hydraulikpumpe mit variabler Verdrängung und
einem Hydraulikmotor mit fester Verdrängung, um Komplikationen nicht
nur hinsichtlich der Konstruktion, sondern auch bei Schaltvorgängen zu
vermeiden. Ein Vierradantriebsgetriebe für Arbeitsfahrzeuge ist gewöhnlich so
eingerichtet, dass es ein Paar von Haupt-Fahrzeugantriebsrädern (Hinterräder oder
Vorderräder)
ständig
antreibt, während
es den wahlweisen Antrieb eines hilfsweise antreibbaren Fahrzeugräderpaares
(Vorderräder
oder Hinterräder)
ermöglicht.
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Ein
ein hydrostatisches Getriebe umfassendes Vierradantriebsgetriebe,
das als am einfachsten aufgebaut gilt, ist gemäß der JP 3-73751 U so eingerichtet,
dass ein hydrostatisches Getriebe zum ständigen Antreiben der Hinterräder über eine
Hinterradantriebsbaugruppe vorhanden ist und dass auf der Vorderseite
des hydrostatischen Getriebes eine Vorderradantriebsbaugruppe angeordnet
ist, die eine Vorderradantriebs welle zum Entnehmen von Vorderradantriebskraft
sowie eine Vorderradantriebskupplung umfasst, die wahlweise die Antriebswelle
mit dem vorderen Ende der Abtriebswelle des hydrostatischen Getriebes
verbindet. Diese Konstruktion lässt
sich jedoch nicht bei einem Getriebe anwenden, dessen Hinterradantriebsbaugruppe
einen Gangschaltmechanismus zum Einschalten eines niedrigen Geschwindigkeitsbereichs
für Arbeitsvorgänge und eines
hohen Geschwindigkeitsbereichs umfasst, wie er für Straßenfahrten benötigt wird.
Dies ist deshalb der Fall, weil während die Umfangsgeschwindigkeit
der Hinterräder
infolge einer Schaltbetätigung
des Gangschaltmechanismus verändert
wird, die Umfangsgeschwindigkeit der durch die Vorderradantriebswelle
angetriebenen Vorderräder
unverändert
bleibt, so dass ein Zustand eintreten kann, bei dem ein großer Unterschied
zwischen den Umfangsgeschwindigkeiten der Vorder- und der Hinterräder besteht.
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Daher
ist bei einem Getriebe, dessen Hinterradantriebsbaugruppe einen
Gangschaltmechanismus zum Verändern
oder Einstellen von Fahrgeschwindigkeitsbereichen umfasst, eine
Vorderradantriebswelle vorhanden, die mit einer Kraftübertragungswelle
auf der angetriebenen Seite des Gangschaltmechanismus verbunden
ist, wie z.B. in der
US 4 579
183 gezeigt. Eine solche Konstruktion ist jedoch insofern
problematisch, als das Getriebegehäuse zur Aufnahme des Gang schaltmechanismus
größer bemessen
sein muss und als das auf der Vorderseite des Getriebegehäuses angeordnete
hydrostatische Getriebe Einschränkungen
hinsichtlich der Anordnung einer Kraftübertragungswelle zur Übertragung
von Kraft von der Vorderradantriebswelle auf die Vorderräder verursacht,
so dass die Kraftübertragungswelle
nicht in geeigneter Höhe
oder in einer in Querrichtung zentralen Lage angeordnet werden kann.
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Infolgedessen
wäre ein
Antriebsgetriebe vorteilhaft, bei dem die Fahrgeschwindigkeitsbereiche
durch das hydrostatische Getriebe selbst eingestellt werden können, so
dass ein Gangschaltmechanismus der oben erwähnten Art fortfällt und
eine Vorderradantriebskonstruktion leicht verwendet werden kann.
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Weiter
wäre ein
Antriebsgetriebe vorteilhaft, bei dem Gangschaltvorgänge vereinfacht
und dabei die Kosten des Getriebes erheblich verringert werden.
Angesichts der Tatsache, dass ein Arbeitsfahrzeug nach Art einer
Zugmaschine für
unterschiedliche Arbeitsvorgänge
verwendet wird und dass ein solches Fahrzeug auf der Straße gewöhnlich mit
relativ hoher Geschwindigkeit gefahren wird, wäre ein Getriebe vorteilhaft,
das mehrere Antriebsarten für
das Fahrzeug verfügbar
macht, insbesondere die Bereitstellung einer Vierradantriebskonstruktion,
die eine leichte Umstellung auf Zweiradantrieb ge stattet, um zur
Kostenverminderung dieser Antriebskonstruktion beizutragen.
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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Antriebsgetriebe für Arbeitsfahrzeuge,
das ein hydrostatisches Getriebe umfasst. Dabei besteht das hydrostatische
Getriebe aus: einer Antriebswelle, die durch einen Motor angetrieben
wird einer Pumpe mit variabler Verdrängung, die durch die Antriebswelle
angetrieben wird und eine erste Taumelscheibe umfasst, die aus ihrer
neutralen Lage. stufenlos in die eine oder andere Richtung winkelverstellt
werden kann; einem Motor mit variab- ler Verdrängung, der mit der Pumpe so
in Fluidverbindung steht, dass er durch die Pumpe angetrieben wird,
und der eine zweite Taumelscheibe aufweist, die aus ihrer neutralen
Lage in einer Richtung stufenweise in mehrere Winkellagen gebracht
werden kann; und einer Abtriebswelle, die durch den Motor angetrieben
wird und antriebsmäßig mit
den Fahrzeugantriebsrädern
verbunden ist.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Betätigung der
zweiten Taumelscheibe zu verbessern.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem
gattungsgemäßen Antriebsgetriebe
nach Patentanspruch 1 dadurch gelöst, dass die zweite Taumelscheibe
aus ihrer neutralen Position in einer Richtung stufenweise in mehrere
Winkelstellungen gebracht werden kann und ein Fest stellmechanismus
vorhanden ist, der betätigbar
ist, um die zweite Taumelscheibe lösbar sowohl in ihrer neutralen
Position als auch in ihren verschiedenen Winkelstellungen festzulegen.
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Die
erfindungsgemäße Ausbildung
bietet den Vorteil, dass sich die zweite Taumelscheibe viel leichter betätigen lässt als
eine Motortaumelscheibe, deren Winkellage stufenlos variiert wird.
Beim Regeln der Winkellage einer erfindungsgemäßen zweiten Taumelscheibe bzw.
Motortaumelscheibe sind auch keinerlei Fehler zu erwarten.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Ein
Antriebsgetriebe, das ein solches hydrostatisches Getriebe umfasst,
kann in ein Vierradgetriebe verwandelt werden, indem man z.B. die
Abtriebswelle mit den Haupt-Fahrzeugantriebsrädern (Hinter- oder Vorderräder) über einen
mechanischen Getriebemechanismus verbindet, um die Hauptantriebsräder ständig anzutreiben,
und indem man die Abtriebswelle mit den Hilfsantriebsrädern (Vorder-
oder Hinterräder) über eine Kupplung
verbindet, die einen wahlweisen Antrieb der Hilfsantriebsräder ermöglicht.
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Der
Motor mit variabler Verdrängung,
der die oben erwähnte
zweite Taumelscheibe bzw. Motortaumelscheibe umfasst, gestattet
das wahlweise Einstellen der verschiedenen Verdrängungen entsprechend den verschiedenen
Winkelstellungen der Taumelscheibe, so dass der Motor ein Verändern der
Fahrgeschwindigkeit in mehreren Stufen ermöglicht. Infolgedessen kann
das Einstellen eines der verschiedenen Geschwindigkeitsbereiche,
in denen das Fahrzeug je nach den Betriebsbedingungen bewegt werden
kann, mit Hilfe des Motors erfolgen. Eine stufenlose Regelung der
Fahrgeschwindigkeit einschließlich
der Richtungsumkehr kann durch stufenloses Variieren der Winkellage
der ersten Taumelscheibe bzw. Pumpentaumelscheibe bewirkt werden. Infolgedessen
wird der Abtriebswelle des hydrostatischen Getriebes eine Drehgeschwindigkeit
erteilt, die mit Hilfe der ersten Taumelscheibe bzw. Pumpentaumelscheibe
innerhalb des durch die zweite Taumelscheibe bzw. Motortaumelscheibe
gewählten
Geschwindigkeitsbereichs stufenlos variiert werden kann, so dass
selbst bei einer Vierradantriebskonstruktion keine Unterschied zwischen
den Umfangsgeschwindigkeiten der Vorder- und Hinterräder entsteht.
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Da
die zweite Taumelscheibe bzw. Motortaumelscheibe, die stufenweise
in mehrere Winkelpositionen bewegt wird, in ihrer neutralen Lage
und ihren verschiedenen Winkellagen sicher festgehalten werden kann, und
zwar durch einen in ihrer Betätigungsvorrichtung
vorgesehenen Feststellmechanismus, der betätigbar ist, um die Taumelscheibe
in ihrer neutralen Lage und jeder ihrer verschiedenen Winkellagen
lösbar
festzulegen, läßt sich
diese Taumelscheibe viel leichter betätigen als eine Motortaumelscheibe,
deren Winkellage stufenlos variiert wird. Beim Regeln der Winkellage
einer solchen Motortaumelscheibe sind keinerlei Fehler zu erwarten. Wird
die Taumelscheibe in ihre neutrale Stellung gebracht, wird die Kraftübertragung über das
hydrostatische Getriebe durch den Motor unterbrochen. Infolgedessen
kann ein Fluiddruckentlastungsventil, auf das im folgenden näher eingegangen
wird, fortgelassen werden. In einer Fahrzeuggetriebebaugruppe, die
ein hydrostatisches Getriebe umfaßt, ist gewöhnlich ein Fluiddruckentlastungsventil,
das dazu dienen kann, einen hohen Fluiddruck in dem hydrostatischen
Getriebe zu entlasten, für
den Fall vorgesehen, daß das
Fahrzeug wegen Nichtanspringens des Motors infolge verminderter
Batterieleistung oder dergl. durch ein anderes Fahrzeug angeschleppt
werden muß.
Dies ist deshalb der Fall, weil dann, wenn das Fahrzeug durch ein
anderes Fahrzeug geschleppt wird, der Hydraulikmotor des hydrostatischen
Getriebes von der Seite der Fahrzeugantriebsräder her in umgekehrter Richtung
angetrieben wird, so daß der
Motor als Hydraulikpumpe wirkt und einen hohen Fluiddruck erzeugt,
der auf einen von zwei die Pumpe und den Motor des hydrostatischen
Getriebes verbindenden Fluidkanälen
beschränkt
ist und Widerstand gegen das Schleppen des Fahrzeugs leistet. Daher
ist gewöhnlich
das Entlastungsventil vorgesehen, das z.B. so ausgebildet sein kann,
daß es
betätigbar
ist, um Fluiddruck in einem der genannten Verbindungskanäle auf den
anderen Verbindungskanal zu übertragen,
damit der Widerstand gegen das Schleppen des Fahrzeugs ausgeschaltet
wird. Bei dem Getriebe nach der Erfindung wirkt der Motor bei der
neutralen Stellung seiner Taumelscheibe nicht als Pumpe, selbst
wenn er rückwärts angetrieben
wird. Es ist somit ersichtlich, daß ein Druckentlastungsventil
mit der oben beschriebenen Funktion nicht mehr benötigt wird.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung, die es ermöglicht,
die Fahrgeschwindigkeitsbereiche stufenweise mit Hilfe des Motors
zu wechseln, ist ein Gangschaltmechanismus zum Um- oder Einschalten
der Fahrgeschwindigkeitsbereiche, wie er bei Getrieben nach dem
Stand der Technik verwendet wird, nicht erforderlich. Ferner gestattet
die Motortaumelscheibe, die eine neutrale Position einnehmen kann,
das Fortlassen des Fluiddruckentlastungsventils, wie weiter oben
erläutert.
Infolgedessen werden die Kosten des Getriebes nach der Erfindung
trotz der Verwendung eines Motors mit variabler Verdrängung niedrig
gehalten.
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Die
Pumpentaumelscheibe ist vorzugsweise als Zapfenscheibe ausgebildet,
die auf beiden Seiten mit einem Paar von Stützzapfen versehen ist, während die
Motortaumelscheibe vorzugsweise wiegenförmig ausgebildet ist und durch
ein stationäres
Führungsglied
schwenkbar unterstützt
wird. Die Pumpentaumelscheibe des Zapfentyps kann wegen des Vorhandenseins
des Paares von Stützzapfen
auf beiden Seiten mit einer leichten Betätigungskraft bewegt werden,
und sie kann präzise
gesteuert werden, so daß sie
als diejenige Taumelscheibe geeignet ist, die häufig betätigt wird, um die Fahrgeschwindigkeit
genau zu regeln. Die Motortaumelscheibe des Wiegentyps ist von einfacher
Konstruktion und leicht zu fertigen und zusammenzubauen.
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Um
den Regelmechanismus für
das hydrostatische Getriebe zu vereinfachen, ist vorzugsweise eine einzige
Einrückeinrichtung
oder ein Schalthebel vorhanden, der betätigbar ist, um die Winkelstellung
der Pumpentaumelscheibe zu verändern,
wenn sie zur Bewegung in einer Richtung betätigt wird, und um die Winkelstellung
der Motortaumelscheibe zu verändern,
wenn sie zur Bewegung in einer anderen Richtung betätigt wird.
Vorzugsweise kann eine solche Einrückeinrichtung bzw. ein Schalthebel
durch ein Führungsglied
geführt sein,
das eine Verlagerung der Pumpentaumelscheibe aus ihrer neutralen
Position nur bei einer der verschiedenen Winkelstellungen der Motortaumelscheibe
gestattet. Durch ein solches Führungsglied
wird ein sicheres Anfahren des Fahrzeugs gewährleistet, da der Motor notwendigerweise
zuerst betätigt
wird, um einen der Geschwindigkeitsbereiche des Fahrzeugs einzustellen,
und anschließend
wird die Pumpentaumelscheibe betätigt,
um das Fahrzeug zu starten.
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Eine
weitere Ausgestaltung des Antriebsgetriebes bezieht sich auf ein
Vierradantriebsgetriebe für
Arbeitsfahrzeuge mit:
einem hydrostatischen Getriebe, das eine
Antriebswelle, eine durch diese angetriebene Hydraulikpumpe mit einer
ersten Taumelscheibe umfaßt,
die aus ihrer neutralen Position stufenlos in der einen oder anderen
Richtung winkelverstellt werden kann, einem Hydraulikmotor, der
mit der Hydraulikpumpe so in Fluidverbindung steht, daß er durch
die Pumpe angetrieben wird, und der eine zweite Taumelscheibe aufweist,
die aus ihrer neutralen Position stufenweise in einer Richtung in
mehrere Winkelstellungen gebracht werden kann, sowie mit einer durch
den Hydraulikmotor angetriebenen Abtriebswelle;
einem mechanischen
Getriebemechanismus, der die Abtriebswelle des hydrostatischen Getriebes
an ihrem einen Ende mit einem ersten Paar von Fahrzeugantriebsrädern derart
verbindet, daß dieses
erste Räderpaar ständig angetrieben
wird; und
einem Kupplungsmechanismus, der die Abtriebswelle
des hydrostatischen Getriebes an ihrem anderen Ende mit einem zweiten
Paar von Fahrzeugantriebsrädern
verbindet, um einen wahlweisen Antrieb des zweiten Räderpaares
zu ermöglichen.
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Das
erste Paar von Antriebsrädern,
das entweder ein Hinterräder-
oder ein Vorderräderpaar
sein kann, bildet ein Paar von Haupt-Fahrzeugantriebsrädern, während das
zweite Antriebsräderpaar,
das entweder ein Vorder- oder ein Hinterräderpaar sein kann, als hilfsweise
antreibbares Fahrzeugräderpaar
dient.
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Das
so aufgebaute Vierradantriebsgetriebe weist auch die oben erwähnten Vorteile
insofern auf, als die zweite oder Motortaumelscheibe leicht ohne
Bedienungsfehler betätigt
werden kann, als ein Fluiddruckentlastungsventil fortgelassen werden
kann und ein Schaltmechanismus zum Wechseln oder Einstellen der Geschwindigkeitsbereiche
des Fahrzeugs ebenfalls fortfallen kann. Natürlich ergibt sich kein Unterschied
in der Umfangsgeschwindigkeit zwischen dem ersten und dem zweiten
Paar von Antriebsrädern.
Da das zweite Paar von Antriebsrädern
durch die Abtriebswelle des hydrostatischen Getriebes über den
oben erwähnten
Kupplungsmechanismus angetrieben wird, können die Antriebsarten des
Fahrzeugs mit Hilfe des Kupplungsmechanismus gewechselt werden,
wie im folgenden näher
erläutert.
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Ein
Arbeitsfahrzeug mit Vierradantrieb wird gewöhnlich während eines Arbeitsvorgangs
mit geringer Geschwindigkeit und bei der Fortbewegung auf der Straße mit hoher
Geschwindigkeit betrieben. Ferner wird das Fahrzeug im allgemeinen
mit Zweiradantrieb gefahren, um Kraftstoffkosten zu sparen, wenn
es für
einen leichten Arbeitsgang wie etwa zum Mähen benutzt wird oder wenn
es auf der Straße
unterwegs ist, während das
Fahrzeug im allgemeinen mit dem Vierradantrieb gefahren wird, um
seine Zugkraft zu steigern, wenn es für schwere Arbeitsgänge etwa
mit einer Bodenfräse
oder einem mit dem Fahrzeug verbundenen Anhänger oder Ladegerät verwendet
wird. Der Zweiradantrieb bei leichten Arbeitsgängen trägt auch dazu bei, den Wendekreis
des Fahrzeugs zu verkleinern, so daß die Beschädigung des Bodens durch das
Wenden des Fahrzeugs verringert wird. In einem Fall, in dem als
Kupplungsmechanismus ein solcher Mechanismus verwendet wird, der
wahlweise auf Dauerbetrieb des zweiten Räderpaares sowie auf eine andere
Betriebsart eingestellt werden kann, bei der der Antrieb dieser
Räder unterbrochen
wird (Nichtantriebszustand), können
alle oben genannten Antriebsarten des Fahr zeugs verwirklicht werden.
Dies ist deshalb der Fall, weil durch Regeln der Winkelstellung
der Motortaumelscheibe mindestens ein Bereich geringer Geschwindigkeit
und mindestens ein Bereich hoher Geschwindigkeit eingestellt werden
kann und weil der Wechsel zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb
mit Hilfe des Kupplungsmechanismus durchgeführt werden kann. Der Kupplungsmechanismus,
der zwischen den beiden genannten Betriebsarten schaltbar ist, kann
so ausgebildet sein, daß er auf
den Nichtantriebszustand des zweiten Paares von Antriebsrädern als
Reaktion auf die Einstellung der Motortaumelscheibe auf den Hochgeschwindigkeitsbereich
geschaltet wird. Hierdurch wird der Zweiradantrieb, der zur Kraftstoffersparnis
dient, in dem durch den Motor eingestellten Hochgeschwindigkeitsbereich
automatisch eingeschaltet.
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Der
Kupplungsmechanismus zum Regeln des Antriebs des zweiten Paares
von Antriebsrädern
oder von Hilfsantriebsrädern
kann auch so ausgebildet sein, daß er neben dem ständigen Antrieb
der Hilfsantriebsräder
eine selektive Antriebsart ermöglicht,
die im folgenden erläutert
wird. Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung umfaßt
der Kupplungsmechanismus außer
einem beweglichen Kupplungsglied zum wahlweisen antriebsmäßigen Verbinden
der Hilfsantriebsräder
mit der Abtriebswelle des hydrostatischen Getriebes eine Einwegkupplung,
die automatisch eingerückt
wird, um die Hilfsantriebsräder
antriebsmäßig mit
der Abtriebswelle bei einer Position des beweglichen Kupplungsgliedes
zu verbinden, bei der die Hilfsantriebsräder von der Abtriebswelle getrennt
sind, sowie in einem Zeitpunkt, in dem die Einwegkupplung durch
die Abtriebswelle relativ in der Vorwärtsrichtung angetrieben wird.
Diese Einwegkupplung ermöglicht
eine wahlweise Antriebsart für
die Hilfsantriebsräder
unter besonderen Umständen.
Genauer gesagt, wird selbst dann, wenn beim Zweiradbetrieb die Hilfsantriebsräder von
der Abtriebswelle getrennt sind, so daß das Fahrzeug nur durch die
ersten Antriebsräder
oder die Hauptantriebsräder
angetrieben wird, eine Umdrehung auf die angetriebene Seite des Kupplungsmechanismus
von den Hilfsantriebsrädern übertragen,
die beim Fahren des Fahrzeugs umlaufen. In diesem Fall ist die Umdrehungsgeschwindigkeit
der angetriebenen Seite des Kupplungsmechanismus normalerweise gleich
derjenigen der Abtriebswelle des hydrostatischen Getriebes, so daß die Einwegkupplung ausgerückt bleibt.
Befinden sich jedoch die Hauptantriebsräder in einem Zustand des Durchdrehens,
wie es vorkommen kann, wenn diese Räder in eine Vertiefung geraten
oder wenn das Fahrzeug einen Abhang hinauffährt oder gewendet wird, nimmt
die Fahrgeschwindigkeit ab, so daß die Umdrehungsgeschwindigkeit
der Hilfsantriebsräder
und somit auch der angetriebenen Seite des Kupplungsmechanismus
geringer wird. Wenn dies der Fall ist, wird die Einwegkupplung relativ
in der Vorwärtsrichtung
von der Seite der Abtriebswelle her angetrieben und wird automatisch
eingerückt.
Infolgedessen überträgt die Einwegkupplung
die Umdrehung der Abtriebswelle auf die Hilfsantriebsräder, so
daß automatisch
auf Vierradantrieb übergegangen
wird, wodurch das Durchdrehen der Hauptantriebsräder sofort beendet wird. Es
ist somit ersichtlich, daß die
durch die Einwegkupplung ermöglichte
selektive Betriebsart dann, wenn während des zur Kraftstoffersparnis
dienenden Zweiradbetriebs des Fahrzeugs ein Durchdrehen der Hauptantriebsräder auftritt,
automatisch ein Übergehen auf
den Vierradbetrieb ermöglicht,
um ein stabiles Fahrverhalten des Fahrzeugs zu erreichen.
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Der
Kupplungsmechanismus kann auch so ausgebildet sein, daß er drei
Antriebsarten für
die Hilfsantriebsräder
vorsieht: eine ständige
Antriebsart, eine selektive Antriebsart und eine Nichtantriebsart.
Bei einer anderen Ausführungsform
der Erfindung umfaßt
der Kupplungsmechanismus eine Radantriebswelle, die zur gemeinsamen
Umdrehung mit dem zweiten oder Hilfsantriebsräderpaar verbunden ist; eine
Zwischenwelle, die drehbar zwischen der Abtriebswelle des hydrostatischen
Getriebes und der Radantriebswelle angeordnet ist; ein bewegliches
Kupplungsglied, das in eine erste Position bewegbar ist, bei der
die Antriebswelle mit der Abtriebswelle gekuppelt wird, in eine
zweite Position, bei der die Antriebswelle mit der Zwischenwelle
gekuppelt wird, und in eine dritte Position, bei der die Antriebswelle
sowohl von der Abtriebswelle als auch von der Zwischenwelle getrennt
wird; sowie eine Einwegkupplung, die der oben erwähnten ähnelt, jedoch
zwischen der Abtriebswelle und der Zwischenwelle angeordnet ist.
Da die Antriebswelle bei der zweiten Position des beweglichen Kupplungsgliedes
mit der Zwischenwelle umläuft,
bietet die Einwegkupplung eine selektive Antriebsart, bei der sie
automatisch eingerückt
wird, um auf Vierradantrieb überzugehen,
wenn beim Zweiradantrieb des Fahrzeugs ein Durchdrehen der Hauptantriebsräder auftritt.
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Bei
dem Vierradantriebsgetriebe, bei dem die Hauptantriebsräder ständig durch
die Abtriebswelle des hydrostatischen Getriebes über den oben beschriebenen
mechanischen Getriebemechanismus angetrieben werden und bei dem
die Hilfsantriebsräder
wahlweise durch die Abtriebswelle über den oben beschriebenen Kupplungsmechanismus
angetrieben werden, wird vorgezogen, den mechanischen Getriebemechanismus
in einem Getriebegehäuse
anzuordnen, in dem die Radachsen der Hauptantriebsräder gelagert
sind, und den Hydraulikmotor des hydrostatischen Getriebes und den
Kupplungsmechanismus in einem Gehäuse unterzubringen, das an
der Außenseite
des Getriebegehäuses
auf der Seite der Hilfsantriebsräder
montiert ist. Bei diesem Aufbau kann eine Kraftübertragungswelle zum Entnehmen
von Antriebskraft für
die Hilfsantriebsräder in
geeigneter Höhe
angeordnet sein, ohne daß sie
seitlich in Querrichtung des Fahrzeugs versetzt ist. Ferner kann
ein Antriebsgetriebe für
ein Fahrzeug, das als Motor des hydrostatischen Getriebes einen
Hydraulikmotor mit fester Verdrängung
umfaßt,
nur durch Austauschen des Motors vorgesehen werden, so daß die Kosten dieser
beiden Getriebearten verringert werden. Außerdem können sowohl der Hydraulikmotor
als auch der Kupplungsmechanismus mit in dem genannten Gehäuse vorhandenem
Schmiermittel versorgt werden.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen an
Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es
zeigt:
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1 eine
teilweise weggeschnitten und teilweise im Schnitt gezeichnete schematische
Seitenansicht einer Mähwerkzugmaschine,
bei der ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Antriebsgetriebes
Anwendung findet;
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2 eine
im Schnitt und teilweise abgewickelt gezeichnete Seitenansicht des
in der Zugmaschine nach 1 verwendeten Getriebes;
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3 den
Schnitt allgemein entlang der Linie III-III in 2;
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4 den
Schnitt allgemein entlang der Linie IV-IV in 2;
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5 den
vergrößerten Schnitt
allgemein entlang der Linie V-V in 2;
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6 eine
in Richtung der Pfeile VI-VI in 5 betrachtete
Seitenansicht;
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7 den
Schnitt VII-VII in 6;
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8 eine
schematische perspektivische Ansicht einer Abwandlung eines Teiles
des ersten Ausführungsbeispiels;
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9 eine
im Schnitt gezeichnete Seitenansicht, die eine andere Abwandlung
des ersten Ausführungsbeispiels
zeigt;
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10 eine
schematische Seitenansicht eines bei der Abwandlung nach 9 verwendeten
Steuermechanismus;
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11 eine
im Schnitt gezeichnete Seitenansicht eines Teils einer zweiten bevorzugten
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Getriebes;
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12 den
vergrößerten Schnitt
XII-XII in 11;
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13 eine
im Schnitt gezeichnete Seitenansicht eines Teils einer dritten bevorzugten
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Getriebes;
und
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14 eine
Draufsicht, die ein Beispiel einer Hebelführung für einen Motorsteuerhebel nach 10 zeigt.
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1 zeigt
eine Zugmaschine für
ein Mähwerk,
bei der eine erste bevorzugte Ausführungsform des Fahrzeugantriebsgetriebes
nach der Erfindung Anwendung findet. Die gezeigte Zugmaschine kann
an ihrer Unterseite zwischen den Paaren von linken und rechten Vorderrädern 1 und
Hinterrädern 2 mit
einem Seitenanbau-Mähwerk
ausgerüstet
werden. Die dargestellten linken und rechten Hinterräder 2 dienen
als Haupt-Fahrzeugantriebsräder,
die zum Antreiben des Fahrzeugs ständig in Umdrehung versetzt
werden, während
das linke und rechte Vorderrad 1 als Hilfs-Fahrzeugantriebsräder benutzt
werden, die wahlweise angetrieben werden, wenn es notwendig ist
oder gewünscht
wird. Bei einem Arbeitsfahrzeug wie einer mit einem Frontanbau-Mähwerk versehenen
Zugmaschine ist es jedoch vorzuziehen, die Vorderräder ständig anzutreiben.
Bei einem solchen Fahrzeug ist das gezeigte Getriebe vorzugsweise
umgekehrt angeordnet, so daß die Vorderräder als
ständig
angetriebene Hauptantriebsräder
dienen, während
ein wahlweises Antreiben der Hinterräder möglich ist.
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Wie
in 1 gezeigt, ist der Motor 3 als Antriebskraftquelle
auf dem Vorderteil des Fahrzeugs montiert. Zwischen dem linken und
dem rechten Hinterrad 2 ist ein Getriebegehäuse 4 angeordnet,
das die Radachsen 2a der linken und rechten Hinterräder 2 unterstützt. Die
Kraft des Motors 3 wird in das Getriebegehäuse 4 durch
eine Kraftübertragungswelle 5 übertragen,
die sich in Axialrichtung des Fahrzeugs erstreckt. Das Fahrzeug
wird dadurch angetrieben, daß Antriebskraft
auf die linke und rechte Hinterradachse 2a innerhalb des Getriebegehäuses 4 übertragen
wird und daß,
falls erforderlich, Antriebskraft auf die linke und rechte Vorderradachse 1a im
Inneren eines Vorderachsengehäuses 6 übertragen
wird. Es ist eine Kraftübertragungswelle 7 vorhanden,
die dazu dient, Kraft von der Vorderseite des Getriebegehäuses 4 in
das Vorderachsengehäuse 6 zu übertragen.
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Wie
ebenfalls in 1 gezeigt, ragt eine hintere
Zapfwelle 8 aus dem Getriebegehäuse 4 in mittlerer Höhe dieses
Gehäuses
nach hinten, und eine Seitenanbau-Zapfwelle 9 erstreckt
sich aus dem Getriebegehäuse 4 in
niedriger Höhe
nach vorn. Die hintere Zapfwelle 8 dient dazu, ein Zusatzgerät (nicht
gezeigt) wie etwa eine Bodenfräse
oder einen Grassammler anzutreiben, das durch das Fahrzeug geschleppt
wird. Die Seitenanbau-Zapfwelle 9 dient dazu, Mähwerkantriebskraft über eine
Kraftübertragungswelle 10 in
einen Getriebekasten Ma des Mähwerks
M zu übertragen.
Der Fahrersitz 11 ist über
dem Getriebegehäuse 4 angeordnet, und
ein Lenkrad 12, das zum Einschlagen der linken und rechten
Vorderräder 1 dient,
ist vor dem Fahrersitz 10 angeordnet.
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Wie
in 2 gezeigt, ist ein Plattenteil 13 von
relativ großer
Dicke an der Vorderseite des Getriebegehäuses 4 befestigt.
Es ist ein hydrostatisches Getriebe 14 vorhanden, das eine
Hydraulikpumpe 15 mit variabler Verdrängung umfaßt, die an der Rückseite
der oberen Hälfte
des Plattenteils 13 montiert und innerhalb des Getriebegehäuses 4 angeordnet
ist, sowie einen Hydraulikmotor 16 mit variabler Verdrängung, der
an der Vorderseite der unteren Hälfte
des Plattenteils 13 montiert und außerhalb des Getriebegehäuses 4 angeordnet
ist. Das hydrostatische Getriebe 14 weist eine Antriebswelle 17 auf,
die auch als Pumpenwelle der Hydraulikpumpe 15 dient, sowie
eine Abtriebswelle 18, die auch als Motorwelle des Hydraulikmotors 16 dient.
Die Antriebswelle 17 erstreckt sich von dem Plattenteil 13 nach
vorn und ist mit der in 1 gezeigten Kraftübertragungswelle 5 verbunden.
Eine Fluidpumpe 19, für
die die Antriebswelle 17 als Pumpenwelle benutzt wird,
ist an der Vorderseite des Plattenteils 13 montiert. Die
Pumpe 19 dient dazu, dem hydrostatischen Getriebe 14 Betätigungsfluid
zuzuführen.
Die Antriebswelle 17 erstreckt sich von der Hydraulikpumpe 15 aus
auch nach hinten und dient dazu, die Zapfwellen 8 und 9 anzutreiben,
wie weiter unten näher
erläutert.
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Wie
ebenfalls in 2 gezeigt, erstreckt sich die
Abtriebswelle 18 des hydrostatischen Getriebes 14 durch
das Plattenteil 13 nach hinten in das Getriebegehäuse 4 und
trägt an
seinem hinteren Ende ein kleines Kegelrad 20. Innerhalb
des Getriebegehäuses 4 und
unter der Hydraulikpumpe 15 ist ein mechanischer Getriebemechanismus 21 so
angeordnet, daß er
betätigt wird,
um Hinterradantriebskraft von dem Kegelrad 20 auf die linke
und rechte Hinterradachse 2a zu übertragen. Der Hydraulikmotor 16 ist
in einem Gehäuse 22 angeordnet,
das an der Vorderseite des Plattenteils 13 mittels Schrauben 23 befestigt
ist. Die Abtriebswelle 18 erstreckt sich von der Hydraulikpumpe 16 aus
auch nach vorn in ein Kupplungsgehäuse 22a, das mit dem
Gehäuse 22 aus
einem Stück
geformt und vor diesem Gehäuse
angeordnet ist. Das Kupplungsgehäuse 22a weist eine
vordere Abdeckung 22b auf und unterstützt eine drehbare Vorderradantriebswelle 25,
die koaxial mit der Abtriebswelle 18 angeordnet ist. Eine
Vorderradantriebskupplung 26 ist in dem Gehäuse 22a angeordnet
und dient dazu, die Antriebswelle 25 nach Wahl mit der
Abtriebswelle 18 zu verbinden. Die Antriebswelle 25 erstreckt
sich von dem Abdeckteil 22b aus nach vorn und ist mit der
in 1 gezeigten Kraftübertragungswelle 7 verbunden.
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Wie
weiterhin in 2 gezeigt, sind sowohl die Hydraulikpumpe 15 als
auch der Hydraulikmotor 16 als Axialkolbenpumpen ausgebildet
und weisen eine in ihrer Winkellage verstellbare Taumelscheibe 28 oder 29 auf.
Die Winkellagen dieser Taumelscheiben 28 und 29 werden
jeweils durch einen Pumpensteuerhebel 30 bzw. einen Motorsteuerhebel 31 gesteuert,
die gemäß 1 auf
einer Seite des Fahrersitzes angeordnet sind.
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Wie
in 2 bis 4 gezeigt, ist die Pumpentaumelscheibe
als Zapfenscheibe ausgebildet und weist links und rechts ein Paar
von Stützzapfen 28a und 28b auf,
die durch die linke und rechte Seitenwand des Gehäuses 4 drehbar
unterstützt
werden. Einer der Stützzapfen 28a ragt
aus dem Getriebegehäuse 4 heraus
und trägt
einen Arm 32. Dieser ist über. einen Steuerkabel- oder Gestängemechanismus
(nicht gezeigt) mit dem in 1 gezeigten
Pumpensteuerhebel 30 so verbunden, daß die Pumpentaumelscheibe 28 mittels des
Hebels 30 aus ihrer neutralen Position, bei der die Pumptätigkeit
der Hydraulikpumpe 15 unterbrochen ist, in der einen oder
anderen Richtung stufenlos winkelverstellt wird, um die Strömungsrichtung
des durch die Pumpe abgegebenen Fluids zu ändern und die Strömungsmenge
dieses Fluids stufenlos zu variieren.
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Gemäß 2 und 4 bis 6 ist
die Motortaumelscheibe 29 wiegenförmig ausgebildet und wird durch
eine bogenförmige
Führungsplatte 33 geführt. Die
Platte 33 ist an der inneren Vorderwand des Gehäuses 22 befestigt.
Dieses Gehäuse 22 weist
in einer Seitenwand eine Öffnung
auf, die durch eine seitliche Abdeckung 22c verschlossen
ist, durch welche sich eine drehbare Steuerwelle 34 erstreckt.
Diese Steuerwelle 34 trägt
an ihrem inneren Ende einen Arm 35 mit einem Schieber 35a,
der mit der Taumelscheibe 29 so zusammenarbeitet, daß dann,
wenn dem Arm 35 durch eine Drehbewegung der Steuerwelle 34 eine
Schwenkbewegung erteilt wird, die Winkellage der Motortaumelscheibe 29 verändert wird.
Die Steuerwelle 34 trägt
an ihrem äußeren Ende
einen weiteren Arm 36, der über ein Steuerkabel oder einen
Gestängemechanismus (nicht
gezeigt) mit dem in 1 gezeigten Steuerhebel 31 verbunden
ist. Die Motortaumelscheibe 29 ist so eingerichtet, daß sie durch
den Motorsteuerhebel 31 aus ihrer neutralen Position, bei
der der Hydraulikmotor 16 in seinem neutralen nichtangetriebenen
Zustand gehalten wird, nur in einer Richtung und nur in eine erste und
eine zweite Winkellage verstellbar ist, bei der die Verdrängung der
Pumpe 16 auf einen ersten bzw. zweiten Wert eingestellt
wird: Gemäß 5 und 6 ist
zwischen dem Arm 36 und der seitlichen Abdeckung 22c ein
Feststellmechanismus 37 angeordnet. Dieser Feststellmechanismus 37 umfaßt drei
in dem Arm 36 ausgebildete Löcher 38N, 38H und 38L und
eine Kugel 40, die durch eine Bohrung in der Außenwand
der seitlichen Abdeckung 22c aufgenommen und durch eine
Feder 39 vorgespannt wird, so daß sie aus der Abdeckung nach außen ragt.
Die drei in 6 gezeigten Winkelstellungen
N, H und L des Armes 36 entsprechen jeweils der neutralen,
der Schnellfahr- und der Langsamfahrposition der Taumelscheibe 29.
Der Arm 36 und somit auch die Taumelscheibe 29 werden
in jeder dieser Positionen lösbar
durch die Kugel 40 festgehalten, die in das entsprechende
Loch 38N, 38H oder 38L eingreift. Infolgedessen
wird die Motortaumelscheibe 29 durch verändern ihrer
Winkellage aus ihrer neutralen Position N wahlweise in eine Schnellfahrposition
H gebracht, in der der Hydraulikmotor 16 mit hoher Geschwindigkeit
angetrieben wird, und in eine Langsamfahrposition L, in der der Hydraulikmotor 16 mit
geringer Geschwindigkeit angetrieben wird.
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Der
mechanische Getriebemechanismus 21, der in dem Getriebegehäuse 4 angeordnet
ist, wird im folgenden anhand von 2 und 3 beschrieben.
Dieser Getriebemechanismus 21 umfaßt eine Antriebswelle 41,
die sich quer durch das Getriebegehäuse 4 auf gleicher
Höhe wie
die Abtriebswelle 18 erstreckt. Ein größeres Kegelrad 42 ist
an dieser Antriebswelle 41 befestigt und kämmt mit
dem Kegelrad 20 auf der Abtriebswelle 18. Zwischen
der linken und der rechten Radachse 2a ist ein Differentialgetriebe 43 angeordnet, und
ein kleines, an die Antriebswelle 41 angeformtes Zahnrad 44 kämmt mit
einem größeren Eingangszahnrad 45 des
Differentialgetriebes 43. Das Differentialgehäuse des
Getriebes 43 besteht aus einer linken und einer rechten
Gehäusehälfte, die
das Eingangszahnrad 45 zwischen sich einschließen und
mittels Schrauben 46 aneinander befestigt sind. Eine Differentialsperrkupplung 48 ist
auf dem Ansatzabschnitt einer der Gehäusehälften 47 verschiebbar
gelagert. Diese Sperrkupplung 48 weist Haltestifte 48a auf,
die sich so durch die Seitenwand der Gehäusehälfte 47 erstrecken,
daß sie
in Vertiefungen 49b im Nabenabschnitt eines Differentialzahnrades 49 auf
einer Seite eingreifen und das Zahnrad 49 drehfest mit
dem Differentialgehäuse
verriegeln können
und somit das Differentialgetriebe 43 wirkungslos machen.
Die Sperrkupplung 48 wird durch ein gabelförmiges Bauteil 51 betätigt, das
durch eine Führungswelle 50 unterstützt wird.
Die Führungswelle 50 verläuft in Querrichtung
hinter der Antriebswelle 41.
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Im
folgenden wird die Vorderradantriebskupplung 26 anhand
von 5 und 7 beschrieben. Diese Kupplung 26 umfaßt ein bewegliches
Kupplungsglied 53, das verschiebbar, aber nicht drehbar
auf der Vorderradantriebswelle 25 montiert ist, wozu Keilnuten 25a in
der Außenfläche der
Welle 25 verwendet werden. Ein rohrförmiges Bauteil 54 ist
auf dem vorderen Endabschnitt der Abtriebswelle 18 befestigt
und weist in seiner Außenfläche Keilnuten 54a auf,
die auf die Keilnuten 25a der Antriebswelle 25 ausgerichtet
sind. Das Kupplungsglied 53 kann wahlweise in eine Einrückposition
gebracht werden, die in 5 anhand seiner oberen Hälfte gezeigt
ist und bei der es in beide Keilnuten 54a und 53a eingreift
und die Antriebswelle 25 mit der Antriebswelle 18 kuppelt,
und in eine Ausrückposition,
die in 5 anhand der unteren Hälfte des Gliedes 53 gezeigt
ist, bei der es nur in die Keilnuten 53a eingreift und
die Antriebswelle 25 von der Abtriebwelle 18 trennt. Zur
Betätigung
des beweglichen Kupplungsgliedes 53 ragt eine drehbare
Steuerwelle 55 durch eine Seitenwand des Kupplungsgehäuses 22a und
trägt an
ihrem inneren Ende einen Arm 56 mit einem Schieber 56a, der
an dem Kupplungsglied 53 angreift. Die Steuerwelle 55 trägt an ihrem äußeren Ende
einen weiteren Arm 57, der über ein Steuerkabel oder einen
Gestängemechanismus
(nicht gezeigt) betriebsmäßig mit
einem gemäß 1 vor
dem Fahrersitz 11 angeordneten Vorderradantriebshebel 58 verbunden
ist. Ein Einrastmechanismus 59, der eine Feder 59a und
ein Paar von Kugeln 59b umfaßt, ist zwischen der Antriebswelle 25 und dem
Kupplungsglied 53 angeordnet und dient dazu, das Kupplungsglied 53 in
der Einrück-
bzw. der Ausrückposition
der Kupplung einrasten zu lassen.
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Im
folgenden wird der Antriebsmechanismus für die Zapfwellen 8 und 9 beschrieben.
Wie in 2 gezeigt, erstreckt sich die Antriebswelle 17 des
hydrostatischen Getriebes 14 von der Hydraulikpumpe 15 aus nach
hinten, und ihr hinteres Ende befindet sich hinter einer inneren
Trennwand 4a in dem Getriebegehäuse 4. Eine Kraftübertragungswelle 60 erstreckt
sich hinter der Antriebswelle 17 und koaxial mit dieser
und wird durch den hinteren Endabschnitt der Welle 17 sowie
durch die hintere Abdeckung 4b des Getriebegehäuses unterstützt. Eine
fluidbetätigte
Zapfwellenkupplung 61 des Mehrscheibentyps ist zwischen
diesen Wellen 17 und 60 angeordnet. Die Zapfwellenkupplung 61 weist
erste und zweite Sätze
von Reibungselementen auf, die verschiebbar, jedoch nicht drehbar
durch ein ringförmiges
Tragteil 62 unterstützt
werden, das auf dem hinteren Endabschnitt der Antriebswelle 17 fest
montiert ist, sowie durch einen Kupplungszylinder 63, der
auf der Kraftübertragungswelle 60 fest
montiert ist. Ein Zahnrad 64 ist an den Kupplungszylinder 63 angeformt.
Die hintere Zapfwelle 8 wird durch die Trennwand 4a und
die hintere Abdeckung 4b unterstützt, und diese Zapfwelle 8 trägt ein Zahnrad 65,
das in das Zahnrad 64 eingreift. Die seitliche Zapfwelle 9 wird
an ihrem hinteren Ende durch die hintere Abdeckung 4b unterstützt, und
diese Zapfwelle 9 trägt
ein Zahnrad 66, das in das Zahnrad 65 eingreift.
Die Fluidpumpe 19 dient auch dazu, der Zapfwellenkupplung 61 Betätigungsfluid
zuzuführen,
und innerhalb der hinteren Abdeckung 4b ist hinter der
Kraftübertragungswelle 60 eine
Fluidkammer 67 ausgebildet. Das Fluid wird von der Pumpe 19 zu
der Fluidkammer 67 durch einen Fluidkanal 68 gefördert, der
in einer Wand des Getriebegehäuses 4 ausgebildet
ist, wie in 3 gezeigt, sowie durch ein elektromagnetisches
Regelventil 69, das an der Außenseite des hinteren Abdeckteils 4b montiert
ist, und von dort durch einen in der Kraftübertragungswelle 60 ausgebildeten
Fluidkanal (nicht gezeigt) zu der Zapfwellenkupplung 61.
Damit sich die hintere und die seitliche Zapfwelle 8 und 9 unabhängig voneinander antreiben
lassen, können
die Zahnräder 65 und 66 zweckmäßigerweise
drehbar auf den Zapfwellen so gelagert sein, daß diese Zahnräder mit
den betreffenden Wellen 8 bzw. 9 durch eine mechanische
hintere Zapfwellenkupplung (nicht gezeigt) gekuppelt werden könnan, die
auf der hinteren Zapfwelle 8 angeordnet ist, sowie durch
eine mechanische seitliche Zapfwellenkupplung (nicht gezeigt), die
auf der seitlichen Zapfwelle 9 sitzt.
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In
dem Plattenteil 13 sind Fluidkanäle ausgebildet, die zum Teil
in 5 gezeigt und mit den Bezugszahlen 70A und 70B bezeichnet
sind und die dazu dienen, die Hydraulikpumpe 15 und den
Hydraulikmotor 16 miteinander zu verbinden, sowie mehrere
Ventile (nicht gezeigt), die zu dem hydrostatischen Getriebe 14 gehören. In 2 und 5 bezeichnen
die Bezugszahlen 71 bzw. 72 Ventilplatten, die
zwischen dem Plattenteil 13 und dem Zylinderblock der Hydraulikpumpe 15 sowie
zwischen dem Plattenteil 13 und dem Zylinderblock des Hydraulikmotors 16 eingeschaltet
sind.
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Beim
Gebrauch des vorstehend beschriebenen Getriebes der ersten Ausführungsform
wird die Motortaumelscheibe 29 mittels des in 1 gezeigten
Motorsteuerhebels 31 in die Langsamfahrposition L oder
in die Schnellfahrposition H gebracht und mit Hilfe des in 5 und 6 gezeigten
Feststellmechanismus 37 in dieser Position gehalten. Bei
diesem Betriebszustand kann das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts mit stufenlos variabler
Geschwindigkeit gefahren werden, indem man die Pumpentaumelscheibe 28 aus
ihrer neutralen Stellung stufenlos in der einen oder anderen Richtung
bewegt, wozu der in 1 gezeigte Pumpensteuerhebel 30 benutzt wird.
Durch Betätigen
der Vorderradantriebskupplung 26 nach 2 und 5 mittels
des in 1 gezeigten Vorderradantriebshebels 58 kann
nach Wunsch ein Vierradantrieb gewählt werden, bei dem sowohl
die Vorder- als auch die Hinterräder 1 und 2 angetrieben
werden, oder ein Zweiradantrieb, bei dem nur die Hinterräder 2 angetrieben
werden.
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Wenn
mit Hilfe der Zugmaschine nach 1 verschiedene
Arbeitsgänge
durchgeführt
werden, wird die Motortaumelscheibe 29 normalerweise in
ihre Position L für
die Langsamfahrt gebracht. Für
eine leichte Arbeit wie etwa das Mähen mit Hilfe des Mähwerks M
wird gewöhnlich
der Zweiradantrieb gewählt.
Für schwere
Arbeiten mit einem mit der Zugmaschine verbundenen Anhänger, einem
Ladegerät
oder dergl. wird gewöhnlich
der Vierradantrieb gewählt,
um eine große
Zugkraft zu erhalten. Wenn die Hinterräder 2 beim Zweiradantrieb
durchdrehen, was dann der Fall sein kann, wenn sie in eine Vertiefung
geraten oder wenn das Fahrzeug einen Abhang hinauffährt oder
gewendet wird, wird die Vorderradantriebskupplung 26 automatisch
eingerückt, um
auf Vierradantrieb überzugehen
und ein solches Durchdrehen schnell zu beenden. wird das Fahrzeug
auf einer Straße
gefahren, so daß keine
erhebliche Zugkraft erforderlich ist, wird die Motortaumelscheibe 29 gewöhnlich in
ihre Schnellfahrposition H gebracht und die Vorderradantriebskupplung 26 in
ihrer ausgerückten Lage
gehalten.
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Wenn
das Fahrzeug durch ein anderes Fahrzeug angeschleppt werden muß, da der
Motor wegen verminderter Batterieleistung oder dergl. nicht starten
kann, wird die Motortaumelscheibe 29 in ihre neutrale Position
gebracht. In diesem Fall wird selbst dann, wenn die Abtriebswelle 18 des
hydrostatischen Getriebes 14 von der Seite der Hinterräder 2 oder
der Vorder- und Hinterräder 1 und 2 her
zwangsläufig
angetrieben wird, der Hydraulikmotor 16 keine Pumpwirkung
ausüben,
so daß niemals
ein Widerstand gegen das Fahren des Fahrzeugs infolge der Einschließung von
Fluiddruck zwischen der Hydraulikpumpe 15 und dem Motor 16 auftreten
kann.
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8 zeigt
eine Abwandlung der ersten Ausführungsform,
bei der der Pumpensteuerhebel 30 und der Motorsteuerhebel 31 nach 1 durch
einen einzigen Schalthebel 130 ersetzt sind. Bei dieser
Abwandlung wird der einzige Schalthebel 130 an seinem gegabelten
unteren Endabschnitt 130a über einen Stift 74 durch eine
um ihre eigene Achse 73a drehbare Steuerwelle 73 derart
unterstützt,
daß der
Hebel 130 um den Stift 74 schwenkbar ist. Die
Achse 74a des Stiftes 74 verläuft rechtwinklig zu der Achse 73a der
Steuerwelle 73. Ein Schenkel des gegabelten Abschnitts 130a steht über ein
Stangenteil 76 mit einem Schenkel eines Kniehebels 75 in
Verbindung, der um eine Achse 75a drehbar unterstützt ist.
Der andere Arm des Kniehebels 75 ist über ein Stangenteil 77 mit
dem Pumpentaumelscheiben-Steuerarm 32 verbunden, der dem
in 3 bis 5 gezeigten Arm 32 entspricht,
so daß dann,
wenn der Schalthebel 130 aus seiner neutralen Position
in der Richtung des Pfeiles X in der einen oder anderen Richtung
um den Stift 74 geschwenkt wird, der Pumpensteuerarm aus
seiner neutralen Position in der einen oder anderen Richtung geschwenkt
wird, so daß er
die Pumpentaumelscheibe 28 (in 8 nicht
gezeigt) aus ihrer neutralen Position N in die Winkellage für die Vorwärtsrichtung (F)
oder die Rückwärtsrichtung
(R) bringt. Ein Arm 78 erstreckt sich von der Steuerwelle 73 aus
rechtwinklig. Dieser Arm 78 ist über ein Stangenteil 79 mit
einem Motortaumelscheiben-Steuerarm 36 verbunden, der dem in 5 und 6 gezeigten
Arm 36 entspricht, so daß dann, wenn der Schalthebel 130 in
Richtung des Pfeils Y um die Welle 73 geschwenkt wird,
so daß diese
um ihre Achse 73a gedreht wird, der Motorsteuerarm 36 aus seiner
neutralen Lage in einer Richtung gedreht wird. Durch diese Drehbewegung
des Armes 36 wird die Motortaumelscheibe 29 (in 8 nicht
gezeigt) aus ihrer neutralen Stellung N in die Winkellage H für schnelle Fahrt
und anschließend
in die Lage L für
langsame Fahrt gebracht.
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Es
ist eine Hebelführung 80 zum
Führen
des Schalthebels 130 vorhanden, die einen Führungsschlitz in
Richtung des Pfeiles Y enthält,
der den Hebel in der Weise führt,
daß er
bei der neutralen Position N des Armes 32 so bewegt werden
kann, daß er
den Arm 36 aus seiner neutralen Lage N in die Schnellfahrposition H
und von dort in die Langsamfahrposition L bringt. Die Nebelführung 80 weist
noch zwei weitere Führungsschlitze
auf, die in Richtung des Pfeiles X rechtwinklig von dem ersten Führungsschlitz
abzweigen, um den Hebel so zu führen,
daß er
bei der Schnellfahrposition N und bei der Langsamfahrposition L
des Armes 36 so betätigt
werden kann, daß er
den Arm 32 aus seiner neutralen
Position N in Vorwärtsrichtung
(F) oder Rückwärtsrichtung
(R) bewegt.
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Bei
der Abwandlung nach 8 wird die Pumpentaumelscheibe
(28) notwendigerweise bei der neutralen Position N der
Motortaumelscheibe (29) in ihrer neutralen Position N gehalten,
und mit Hilfe des einzigen Hebels 130 kann erst dann, wenn
die Motortaumelscheibe (29) in ihre Schnellfahrposition
H oder ihre Langsamfahrposition L gebracht worden ist, während die
Pumpentaumelscheibe (28) in ihrer neutralen Position N gehalten
wird, die Pumpentaumelscheibe (28) in Vorwärts- oder
Rückwärtsrichtung
bewegt werden. Infolgedessen wird notwendigerweise zunächst die
Motortaumelscheibe betätigt,
um bei Stillstand des Fahrzeugs auf den Schnell- oder Langsamfahrbereich
zu schalten, und danach wird die Pumpentaumelscheibe betätigt, um das
Fahrzeug in Vorwärts-
oder Rückwärtsrichtung
zu starten. Hierdurch wird ein sicheres Anfahren des Fahrzeugs gewährleistet.
Wie in 8 gezeigt, ist der Führungsschlitz in Richtung des
Pfeiles X für
die Schnellfahrposition H in der Rückwärtsrichtung erheblich kürzer als
in der Vorwärtsrichtung,
so daß ein
gefährlicher Zustand
der Rückwärtsfahrt
mit hoher Geschwindigkeit durch die Hebelführung 80 vermieden
wird.
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9 und 10 zeigen
eine weitere Abwandlung der ersten Ausführungsform, bei der die Vorderradantriebskupplung 26 als
Reaktion auf die Steuerung der Motortaumelscheibe gesteuert wird.
Wie in 9 gezeigt, ist die Vorderradantriebskupplung 26 selbst
identisch mit der bei der ersten Ausführungsform verwendeten. Diese
Kupplung 26 weist jedoch ein bewegliches Kupplungsglied 53 auf,
das in eine in 9 anhand seiner oberen Hälfte gezeigte
Einrückposition,
in eine anhand seiner unteren Hälfte gezeigte
erste Ausrückposition
sowie in eine zweite Ausrückposition
gebracht wird, die in 9 anhand der unteren Hälfte des
Kupplungsgliedes gestrichelt dargestellt ist. In 9 sind
diese Einrückposition,
erste Ausrückposition
und zweite Ausrückposition
jeweils als Positionen I, II und III dargestellt, die sich auf die
Positionen des hinteren Endes des beweglichen Kupplungsgliedes 53 beziehen.
Der gezeigte Einrastmechanismus 59 entspricht dem bei der ersten
Ausführungsform
verwendeten, ist jedoch so eingerichtet, daß er das Kupplungsglied 53 lösbar in
diesen drei Positionen I, II und III festhält.
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Wie
in 10 gezeigt, sind der Motortaumelscheiben-Steuerarm 36 und
der Kupplungssteuerarm 57, die mit denjenigen der ersten
Ausführungsform
identisch sind, durch ein Stangenteil 82 so miteinander
verbunden, daß dann,
wenn der Arm 36 mittels des Motorsteuerhebels 31 in
die neutrale Position N, die Schnellfahrposition H bzw. die Langsamfahrposition
L gebracht wird, der Kupplungssteuerarm 57 und somit auch
das Kupplungsglied 53 in die Einrückposition I, die erste Ausrückposition
II bzw. die zweite Ausrückposition
III gebracht wird. Der Steuerarm 36 wird durch den Motorsteuerhebel 31 betätigt, der
durch eine Hebelführung 83 geführt wird,
und es ist keine dem oben beschriebenen Vorderradantriebshebel 58 entsprechende
Kupplungsbetätigungseinrichtung
vorhanden. Bei der Abwandlung nach 9 und 10 nimmt
die Vorderradantriebskupplung 26 als Reaktion auf die Positionen
der Motortaumelscheibe die in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigten
Stellungen ein.
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Die
in 9 und 10 gezeigte Abwandlung eignet
sich für
ein Arbeitsfahrzeug, das für
relativ schwere Arbeiten verwendet wird. Es ist möglich, die
Abwandlung nach 8 mit derjenigen nach 9 und 10 zu
kombinieren, so daß nicht
nur die Pumpentaumelscheibe und die Motortaumelscheibe, sondern auch
die Vorderradantriebskupplung mittels eines einzigen Schalthebels
betätigt
werden.
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11 und 12 zeigen
eine zweite Ausführungsform,
bei der ein Vorderradantriebskupplungsmechanismus 126 vorhanden
ist, der eine Einwegkupplung umfaßt. Wie in 11 gezeigt,
ist eine Hohlwelle 154 am vorderen Endabschnitt der Abtriebswelle 18 des
hydrostatischen Getriebes so befestigt, daß sie sich nach vorn um die
Vorderradantriebswelle 25 herum erstreckt. Die Hohlwelle 154 besitzt
an ihrem vorderen Ende eine Innenverzahnung 154a. Ein bewegliches
Kupplungsglied 153 ist auf der Antriebswelle 25 verschiebbar, jedoch
nicht drehbar mittels Keilnuten gelagert. Dieses Kupplungsglied 153 weist
an seinem vorderen Ende äußere Zähne 153a auf,
die in die Zähne 154a ein greifen
können.
Das Kupplungsglied 153 kann in eine Einrückposition
I gebracht werden, die in 11 anhand
seiner unteren Hälfte
gezeigt ist, bei der die Zähne 153a in
die Zähne 154a eingreifen,
sowie in eine Ausrückposition
II, die in 11 anhand der oberen Hälfte des
Gliedes 153 gezeigt ist, bei der die Zähne 153a von den Zähnen 154a getrennt
sind. Ein Einrastmechanismus 59, der dem oben beschriebenen ähnelt, ist
vorgesehen und läßt sich
betätigen,
um das bewegliche Kupplungsglied 153 in jeder dieser Positionen
I und II lösbar
festzulegen.
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Wie
in 11 und 12 gezeigt,
ist zwischen der Hohlwelle 154 und der Antriebswelle 25 eine
Einwegkupplung 85 angeordnet. Gemäß 12 weist
diese Einwegkupplung 85 mehrere Einrückglieder 85b auf, die
in der gezeigten geneigten Stellung durch einen Haltering 85a abgestützt werden,
der zwischen der Hohlwelle 154 und der Antriebswelle 25 so
angeordnet ist, daß dann,
wenn die mit dem Pfeil F bezeichnete Drehung der Hohlwelle 154 für die Vorwärtsrichtung
schneller ist als diejenige der Antriebswelle 25, die Einwegkupplung 85 automatisch
eingerückt
wird, um die Drehbewegung der Hohlwelle 154 auf die Antriebswelle 25 zu übertragen.
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Infolgedessen
bewirkt die Vorderradantriebskupplung 126 in ihrer Einrückposition,
bei der die Zähne 154a und 153a miteinander
in Eingriff stehen, einen ständigen
Antrieb für
die Vorderräder,
bei dem die Umdrehung der Antriebswelle 18 und der Hohlwelle 154 ständig auf
die Antriebswelle 25 übertragen
wird, während die Kupplung 126 in
ihrer ausgerückten
Position, bei der die Zähne 153a von
den Zähnen 154a getrennt
sind, eine selektive Antriebsart für die Vorderräder bewirkt,
bei der die Umdrehung der Abtriebswelle 18 und der Hohlwelle 154 selektiv
auf die Antriebswelle 25 über die Einwegkupplung 85 nur
dann übertragen
wird, wenn die Drehzahl der Abtriebswelle 18 und der Hohl-
welle 154 größer ist
als diejenige der Antriebswelle 25. Während das Fahrzeug mit der
selektiven Antriebsart vorwärts
fährt,
die durch die Wahl der Position des beweglichen Kupplungsgliedes 153 vorbestimmt
wird, wird die Vorderradantriebswelle 25 von der Seite
der Vorderräder
her in Umdrehung versetzt, die bei der Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs durch
den Zweiradantrieb der Hinterräder
gedreht werden, und zwar mit einer Drehzahl, die derjenigen der
Abtriebswelle 18 und der Hohlwelle 154 gleicht,
so daß die
Einwegkupplung 85 gewöhnlich
ausgerückt
bleibt.
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Die
konstante Antriebsart wird gewöhnlich
dann gewählt,
wenn schwere Arbeitsgänge
mit einem zu dem Fahrzeug gehörigen
Anhänger,
einem Ladegerät
oder dergl. ausgeführt
werden. Die selektive Antriebsart wird im allgemeinen dann gewählt, wenn
eine leichte Arbeit wie etwa das Mähen mit dem in 1 gezeigten Mähwerk M
durchgeführt
wird oder wenn das Fahrzeug auf der Straße unterwegs ist. Wenn die
Hinterräder
bei der selektiven Antriebsart für
die Vorderräder
in einen Zustand des Durchdrehens geraten, wie es vorkommen kann,
wenn die Hinterräder
in eine Vertiefung einsinken oder wenn das Fahrzeug eine Böschung hinauffährt oder
gewendet wird, wird seine Fahrgeschwindigkeit im Vergleich zur Drehgeschwindigkeit
der Hinterräder langsamer,
so daß die
Umdrehungsgeschwindigkeit der Vorderräder und somit auch der Vorderradantriebswelle 25 abnimmt.
In diesem Fall wird die Einwegkupplung 85 durch die Abtriebswelle 18 relativ
in Vorwärtsrichtung
gedreht, so daß diese
Kupplung 85 automatisch eingerückt wird. Infolgedessen wird
Kraft von der Abtriebswelle 18 auf die Antriebswelle 25 übertragen,
so daß die
Vorderräder
zwangsläufig
gedreht werden. Auf diese Weise wird das Durchdrehen der Hinterräder schnell
beendet, so daß ein
stabiles Fahrverhalten erreicht wird. Mit anderen Worten, bei der
zweiten Ausführungsform
nach 11 und 12 wird
dann, wenn beim Fahren mit Zweiradantrieb ein Durchdrehen der Hinterräder auftritt,
automatisch auf Vierradantrieb übergegangen,
ohne daß die
Vorderradantriebskupplung betätigt
werden muß,
so daß ein
stabiles Betriebsverhalten des Fahrzeugs sichergestellt wird.
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13 zeigt
eine dritte Ausführungsform,
bei der ein Vorderradantriebskupplungsmechanismus 226 verwendet
wird, um drei Antriebsarten für
die Vorderräder
verfügbar
zu machen. Gemäß 13 ist
eine Zwischenwelle 88 zwischen der Abtriebswelle 18 und
der Vorderradantriebswelle 25 koaxial mit diesen Wellen
angeordnet und in einer Hohlwelle 154 drehbar gelagert,
die am vorderen Endabschnitt der Abtriebswelle 18 befestigt
ist. Die Hohlwelle 154 erstreckt sich nach vorn um die
Zwischenwelle 88 herum und weist an ihrem vorderen Endabschnitt
innere Zähne 154a auf.
Ein bewegliches Kupplungsglied 253 ist verschiebbar, jedoch nicht drehbar
auf der Antriebswelle 25 gelagert. Dieses Kupplungsglied 253 weist
an seinem hinteren Ende äußere Zähne 253a auf,
die in die Zähne 154a eingreifen
können.
Das Kupplungsglied 253, das durch einen Steuermechanismus
betätigt
wird, der dem oben beschriebenen ähnelt, kann in eine erste Stellung
I gebracht werden, bei der die Zähne 253a in
die Zähne 154a eingreifen,
wie in 13 anhand der unteren Hälfte des
Gliedes gezeigt, in eine zweite Stellung II, bei der das Glied 253 mit
beiden Keilnuten 88a in der Außenfläche der Zwischenwelle 88 und
mit den Keilnuten 25a in der Außenfläche der Antriebswelle 25 in
einem Betriebszustand in Eingriff steht, bei dem die Zähne 253a von
den Zähnen 154a getrennt
sind, wie in 13 anhand der oberen Hälfte des
Gliedes 253 gezeigt, sowie in eine dritte Stellung III,
bei der das Glied 253 nur auf die Antriebswelle 25 bewegt
wird, wie in 13 anhand der unteren Hälfte des
Gliedes 253 gestrichelt angedeutet. Ein Einrastmechanismus 59,
der dem oben beschriebenen ähnelt,
ist so angeordnet, daß er
betätigt
werden kann, um das bewegliche Kupplungsglied 253 lösbar in
jeder der Positionen I, II und III festzulegen. Eine Einwegkupplung 85,
die mit derjenigen der zweiten Ausführungsform identisch ist, ist
zwischen der Hohlwelle 154 und der Zwischenwelle 88 angeordnet.
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Bei
der ersten Position I des beweglichen Kupplungsgliedes 253 wird
die Vorderradantriebswelle 25 mit der Hohlwelle 154 so
gekuppelt, daß die
Antriebswelle 25 durch die Abtriebswelle 18 ständig angetrieben wird,
so daß eine
konstante Antriebsart für
die Vorderräder
bewirkt wird. Bei der zweiten Position II des beweglichen Kupplungsgliedes 253 wird
die Antriebswelle 25 mit der Zwischenwelle 88 gekuppelt,
so daß sie
mit dieser zusammen umläuft,
so daß die
Einwegkupplung 85 nur dann eingerückt wird und Drehbewegung von
der Abtriebswelle 18 auf die Antriebswelle 25 überträgt, wenn
die Drehzahl der Abtriebswelle 18 und der Hohlwelle 154 für die Vorwärtsrichtung
größer ist
als diejenige der Zwischenwelle 88 und der Antriebswelle 25.
Bei der dritten Position III des Kupplungsgliedes 253 ist
die Antriebswelle 25 von der Zwischenwelle 88 getrennt,
so daß die
erstere Welle 25 von der Seite der Abtriebswelle 18 her
nicht angetrieben wird. Es ist somit ersichtlich, daß der Vorderradantriebs-Kupplungsmechanismus 226 nach 13 als
Reaktion auf die Positionen I, II und III des beweglichen Kupplungsgliedes 253 eine
ständige
Antriebsart und eine selektive Antriebsart für die Vorderräder bei
der ersten Position I bzw. der zweiten Position II sowie eine Nichtantriebsart
für die
Vorderräder bei
der dritten Position III bewirkt, ähnlich dem Kupplungsmechanismus 126 der
zweiten Ausführungsform.
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Bei
einem Fahrzeug, bei dem die dritte Ausführungsform Anwendung findet,
werden die Position der Motortaumelscheibe und die Antriebsart für die Vorderräder je nach
dem Gebrauch des Fahrzeugs allgemein aufgrund der in der Tabelle
2 aufgeführten
Gesichtspunkte gewählt.
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Wie
aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, werden gemäß der Tabelle
2 Kraftstoffkosten bei der Fahrt auf der Straße gespart. Bei leichten Arbeitsbedingungen
nach Tabelle 2 werden Kraftstoffersparnis und ein kleiner Wendekreis
des Fahrzeugs durch den Zweiradantrieb erzielt, während beim
Durchdrehen der Hinterräder
automatisch auf Vierradantrieb übergegangen
wird, um ein stabiles Fahrverhalten zu bewirken. Bei schweren Arbeitsgängen wird
gemäß der Tabelle
2 die in diesem Fall benötigte
starke Zugkraft sichergestellt.
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14 zeigt
ein Beispiel für
eine Hebelführung 83,
die zusammen mit dem Steuerhebel 31 nach 10 verwendet
werden kann. Die Hebelführung 83 umfaßt einen
Führungsschlitz 83a mit
Hebelhalte-Ausbuchtungen in drei Positionen, die jeweils der neutralen
Position N, der Schnellfahrposition H und der Langsamfahr position
L der Motortaumelscheibe entsprechen.
